Erstes Wärmepumpenmodul mit Super-Low-Propan
13.11.2023In einem gemeinsamen Forschungsprojekt – unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE (www.ise.fraunhofer.de) – unterstützte Danfoss (www.danfoss.de) die Entwicklung eines neuen kältemittelreduzierten Wärmepumpenmoduls mit Superleistung und begrenzter Propanfüllung durch den Einsatz ladungsreduzierter Wärmeübertrager. Diese geringe Kältemittelfüllung ermöglicht die Installation innerhalb von Gebäuden ohne umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen.
Wärmepumpen gelten als bedeutende Heiztechnologie der Zukunft und ihre Weiterentwicklung ist ein wesentlicher Bestandteil der Dekarbonisierung von Heizsystemen. Umso wichtiger wird die Erforschung nachhaltiger Kältemittellösungen.
Eine dieser Lösungen ist Propan:
Dr.-Ing. Lena Schnabel, Leiterin Heiz- und Kühltechnologien, Fraunhofer ISE, erklärt: „Das Kältemittel Propan, das über hervorragende thermodynamische Eigenschaften und ein geringes Treibhauspotenzial verfügt, bietet großes Potenzial. Eine Herausforderung ist seine Entflammbarkeit. Um diesen Nachteil zu minimieren, ist die Reduzierung des Kältemittels auf unter 150 g ein vielversprechender Ansatz.“
Rekord mit Propan erreicht
Die Wärmepumpe mit dem klimafreundlichen Kältemittel Propan aus dem Projekt „LC150“
Bild: Fraunhofer ISE
Das Projekt LC150 fand von 2020 bis 2023 statt und wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Das Team von Danfoss Heat Exchangers lieferte im Rahmen des Projekts LC150 optimierte Komponenten an das Fraunhofer ISE, das nun einen Effizienzrekord erzielte: Mit nur 124 g Propan wurde eine Heizleistung von 12,8 Kilowatt erreicht. Daraus ergibt sich eine spezifische Kältemittelfüllung von ca. 10 Gramm/Kilowatt.
Das Ziel, die spezifische Kältemittelfüllung auf 15-30 Gramm/Kilowatt zu reduzieren, wurde damit deutlich übertroffen. Dies wurde durch eine Reduzierung der Ladung in den Rohrleitungen und den Einsatz gezielt reduzierter Kompressoren und Wärmeübertrager erreicht.
Mit dem Wärmepumpenmodul LC150 erzielte Ergebnisse:
+12 kW bei einer Kältemittelfüllung von weniger als 10 Gramm/Kilowatt, was immer noch zu einem SCOP (Saisonaler Leistungskoeffizient) von etwa 4,70 führt.
Im Vergleich zu ähnlichen Wärmepumpenmodulen bietet das LC150:
ein geringeres Haltevolumen (Kältemittelfüllung)
eine verbesserte Materialausnutzung
ein reduziertes Einbauvolumen
Mehr über die neue LC150 – Entwicklung eines kältemittelreduzierten Wärmepumpenmoduls mit Propan erfahren – Frauenhofer ISE: Hier
